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矩形頂管施工

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中工科建:矩形頂管法施工的原理和應用

2022-12-16 11:38:16 2390 責任編輯:中工科建

  隨著城市建設和發(fā)展的需要,矩形頂管施工技術有著越來越廣泛的應用前景和可提高的空間。泥漿減阻作為矩形頂管施工中的關鍵部分,掌握正確運用觸變泥漿的方法能更好地保護管壁、減少阻力,使矩形頂管施工得到最大化的安全保障。


矩形頂管


  一、注漿原理


  矩形頂管機的直徑一般要比管道直徑大2-5cm。


  由于這個管道直徑差的存在,管道與周圍土體之間存在的間隙會被從注漿孔注入的泥漿填滿。


  觸變泥漿是一種混合液,在壓力作用下和土體接觸并滲入土層中,慢慢擴散開,并與周圍土體形成一個整體。


  隨著滲入量的增加,土體與泥漿將會形成一層致密的滲透塊,同時在泥漿壓力的作用下,塊與塊之間緊密結(jié)合,這樣就在管道周圍形成了個穩(wěn)定的泥漿和土體組合而成的泥漿套。


  二、注漿的作用


  1、潤滑減阻


  觸變泥漿在輸送和灌注過程中具有流動性,呈膠裝液體,將管道外壁與土層之間的干摩擦變?yōu)闈駶櫮Σ?,減小摩擦力。


  2、支撐土體


  經(jīng)過一定時間的靜置后,泥漿固結(jié)呈凝膠狀,對土體可起到支護作用,平衡土壓力,使管道周圍土體變得穩(wěn)定,防止地面沉降。


  三、注漿孔的布置


  一般補充泥漿的孔道數(shù)量和間距根據(jù)管道頂進的速度、土質(zhì)情況等因素來確定。通常情況下每隔2~5節(jié)管道設置。


  在頂進過程中,通過注漿環(huán)管向節(jié)外壁壓注一定數(shù)量的減阻泥漿,采用多點對稱壓注使泥漿均勻的填充在管節(jié)外壁和周圍土體間的空隙,來減少管節(jié)與土體間摩阻力,起到降低頂進阻力的效果。


  注漿施工中需要注意的要點是:


  1、攪拌均勻的泥漿應靜置一定時間后方可灌注。


  2. 注漿前,應通過注水檢查注漿設備,確認設備正常后方可灌注。


  3. 在注漿過程中的注漿流量、壓力是根據(jù)土質(zhì)、覆土深度來調(diào)整的。


  4. 注漿的壓力大于泥倉壓力。


  5. 應遵循“頂進同步注漿,沿線補漿,注漿管的比例1比1布置”的原則。


  6. 同步注漿時,注漿量需大于刀盤超挖量1.5倍;頂進速度與注漿量相匹配,才能形成漿套減阻潤滑。


  四、觸變泥漿的配比


  觸變泥漿是由膨潤土、水和摻合劑按一定的比例混合而成,其中膨潤土和水占大部分,而摻合劑含量雖小,但對觸變泥漿的影響極大,也不容忽視。


  為了在頂進完畢后使觸變泥漿固結(jié)增強,可摻入凝固劑(石灰膏),但為了在施工使用時保持流動性,還必須摻入緩凝劑(工業(yè)六糖)和塑化劑(松香酸鈉)。


  五、注漿的影響


  注漿過程周而復始貫穿于整個頂進過程。


  若注漿效果不佳,如未及時形成完整有效的泥漿套,則可能導致頂管推力增大,進而引起后期的較大變形。


  在長距離或超長距離頂管中,由于施工工期較長,泥漿的失水將會將會導致觸變泥漿失效,因此必須在管道沿程,工具管開始每隔一定距離設置補漿孔,及時補充新的觸變泥漿。


  另外,管道鋪設完畢后、隧道貫通后,觸變泥漿會失水、收縮和凝固,可能造成地表后期持續(xù)沉降。因此,在頂管隧道貫通后需進行置換注漿,及時壓注水泥漿,置換或填充施工過程中的觸變泥漿,固結(jié)隧道和地層。

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